高速动车组管状梁的焊接通用夹具的制作方法

本发明属于高速动车组管状梁的组对焊接辅助工装领域，具体涉及一种高速动车组管状梁的焊接通用夹具。

背景技术：

如图1所示，高速动车组管状梁包括圆管梁6和两个端板7，端板7的的中心设有端板通孔7-3，端板通孔7-3径向的周边三个平面侧壁7-1和一个下凹的曲面7-2，其中，与曲面7-2相对的平面侧壁7-1分别与其左右两个邻近的平面侧壁7-1均垂直。圆管梁6的两端分别与一个对应端板7上的端板通孔7-3同轴焊接。

目前，上述具特殊结构的高速动车组管状梁均采用自动化焊接设备完成组焊，所述的自动化焊接设备包括焊接机械手和两个焊接变位机，其中一个焊接变位机夹持一个端板7，另一个焊接变位机夹持圆管梁6，两个焊接变位机彼此配合并按照给定的焊接姿态将圆管梁6与端板7拼接对齐，然后由焊接机械手对圆管梁6与端板7组对的焊缝实施焊接作业，当前焊缝完成后，还需要按照同样的方法，继续将另外一个端板7组对并同轴焊接于圆管梁6的另一端，才能完成一个高速动车组管状梁的全部焊接作业。

然而，焊接变位机虽然自动化程度极高，但其采购和维护成本高昂，购置总数有限，尤其在生产线的任务量大、待生产的列车类型频繁更换的情况下，现有的焊接变位机设备不足就对生产效率形成了制约，因此，亟待研发一种更为廉价和实用的低成本管状梁的焊接辅助夹具，来作为焊接变位机的替代或补充，从而提高生产效率，创造更多效益。

技术实现要素：

为了解决现有高速动车组采用焊接变位机作为管状梁的焊接工艺的通用夹具，但焊接变位机的数量无法满足生产流水线的效率需求，亟待研发一种更为经济和实用的低成本管状梁的焊接辅助夹具作为焊接变位机的替代和补充的技术问题，本发明提供一种高速动车组管状梁的焊接通用夹具。

本发明解决技术问题所采取的技术方案如下：

高速动车组管状梁的焊接通用夹具，其包括左支座、右支座、两个滑动套、导套和两个三爪卡盘；左支座包括第一圆盘和第一圆柱，第一圆盘上设有多个螺孔，第一圆柱焊接在第一圆盘的中心位置；右支座包括第二圆盘和第二圆柱，第二圆盘上设有多个螺孔，第二圆柱为空心圆柱，其侧面沿圆柱轴线对称设有两个螺孔，第二圆柱焊接在第二圆盘的中心位置；滑动套包括L形板、顶紧螺栓、手柄和环形套，顶紧螺栓连接在L形板的短端，手柄固定在L形板的长端，环形套固定在L形板长端的中心位置；导套包括第三圆柱和圆台，第三圆柱焊接在圆台内侧，第三圆柱的侧面沿其轴线对称设有两个长条形的滑槽，第三圆柱的直径小于圆台的直径，圆台的直径与第二圆柱的直径相等；一个滑动套套在第一圆柱的顶端外侧，另一个滑动套套在圆台外侧，一个三爪卡盘固定在第一圆柱的顶端，另一个三爪卡盘固定在圆台外侧；第三圆柱插入第二圆柱的内部，两个螺孔的位置各自对准一个滑槽的位置。

本发明的有益效果是：该高速动车组管状梁的焊接通用夹具设有水平放置并同轴对应的左、右两个支座，通过向其左、右两个支撑座上分别安装一组滑动套和三爪卡盘，从而形成同轴且彼此相对的两个轴线定位机构，用于实现对圆管梁及其两个端板的同轴装卡和定位。其中，滑动套上的顶紧螺栓用于对端板上的下平面侧壁进行支撑和定位，而带有长条形的滑槽的导套则同轴嵌套于第二圆柱内，并可以用于调整或锁定第三圆柱插入第二圆柱内部的深度，并借此调整或固定两个三爪卡盘的间距，进而实现对管状梁的装卡以及对其焊接姿态的定位。

该高速动车组管状梁的焊接通用夹具可以替代焊接变位机并配合现有的焊接机械手完成对高速动车组管状梁的焊接作业，从而克服因焊接变位机的数量不足而制约流水线上生产效率的问题。

此外该高速动车组管状梁的焊接通用夹具还具有结构简单实用，操作方便，成本低廉，便于推广普及等优点。

附图说明

图1是旧有高速动车组管状梁的立体结构示意图；

图2是本发明高速动车组管状梁的焊接通用夹具的立体结构示意图；

图3是本发明滑动套的立体结构示意图；

图4是本发明导套的立体结构示意图；

图5是本发明三爪卡盘的立体结构示意图；

图6是本发明右支座的立体结构示意图；

图7是图2的爆炸装配示意图；

图8是本发明高速动车组管状梁的焊接通用夹具的应用示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细说明。

如图2至图7所示，本发明的高速动车组管状梁的焊接通用夹具包括左支座1、右支座2、两个滑动套3、导套4和两个三爪卡盘5。

左支座1包括第一圆盘1-1和第一圆柱1-2，第一圆盘1-1上设有多个螺孔，第一圆柱1-2焊接在第一圆盘1-1的中心位置。

右支座2包括第二圆盘2-1和第二圆柱2-2，第二圆盘2-1上设有多个螺孔，第二圆柱2-2为空心圆柱，其侧面沿圆柱轴线对称设有两个螺孔2-2-1，第二圆柱2-2焊接在第二圆盘2-1的中心位置。

滑动套3包括L形板3-1、顶紧螺栓3-2、手柄3-3和环形套3-4，顶紧螺栓3-2连接在L形板3-1的短端，手柄3-3固定在L形板3-1的长端，环形套3-4固定在L形板3-1长端的中心位置。

导套4包括第三圆柱4-1和圆台4-2，第三圆柱4-1焊接在圆台4-2内侧，第三圆柱4-1的侧面沿其轴线对称设有两个长条形的滑槽4-1-1，第三圆柱4-1的直径小于圆台4-2的直径，圆台4-2的直径与第二圆柱2-2的直径相等。

一个滑动套3套在第一圆柱1-2的顶端外侧，另一个滑动套3套在圆台4-2外侧，一个三爪卡盘5固定在第一圆柱1-2的顶端，另一个三爪卡盘5固定在圆台4-2外侧。第三圆柱4-1插入第二圆柱2-2的内部，两个螺孔2-2-1的位置各自对准一个滑槽4-1-1的位置。

具体应用本发明的高速动车组管状梁的焊接通用夹具时，如图8所示，使第一圆柱1-2与第二圆柱2-2均水平放置并同轴对应，并将第一圆盘1-1和第二圆盘2-1分别竖直固定在焊接机械手两侧的侧墙上。然后，将第三圆柱4-1插入第二圆柱2-2内并使其两个长条形的滑槽4-1-1各自对准一个螺孔2-2-1。

接着，将位于左侧的三爪卡盘5先嵌入一个对应滑动套3上的环形套3-4内，再将左侧的三爪卡盘5同轴固定在第一圆柱1-2的顶端。此后，将位于右侧的另一个三爪卡盘5先嵌入另一个对应滑动套3上的环形套3-4内，再将右侧的三爪卡盘5同轴固定在圆台4-2的外侧。

通过推动导套4所在一侧的手柄3-3来调整第三圆柱4-1插入第二圆柱2-2内部的深度，并使得两个三爪卡盘5的间距略大于高速动车组管状梁焊接后的总长度。接着，分别将三爪卡盘5穿过一个端板7上的端板通孔7-3，并卡在圆管梁6一端的内侧壁上，然后，进一步调整端板7的姿态，使其与曲面7-2相对的平面侧壁7-1水平向下并坐落在顶紧螺栓3-2的上端面上。

按照同样的方法，将另一个三爪卡盘5穿过另一个端板7上的端板通孔7-3，并卡在圆管梁6另一端的内侧壁上，再将该端板7上与曲面7-2相对的平面侧壁7-1调整为水平向下，并使该平面侧壁7-1坐落在对应的另外一个滑动套3内的顶紧螺栓3-2的端面上。

再次通过推动导套4所在一侧的手柄3-3来调整第三圆柱4-1插入第二圆柱2-2内部的深度，并使两个三爪卡盘5的间距等于高速动车组管状梁焊接后的总长度。最后，向螺孔2-2-1内插入螺栓，使该螺栓顺次贯穿两个长条形的滑槽4-1-1后，从第二圆柱2-2另一侧的螺孔2-2-1中穿出，然后，通过螺母将该螺栓紧固，从而将两个三爪卡盘5的间距固定，至此，及完成了管状梁焊接前的装卡作业，并可以开始由焊接机械手对高速动车组管状梁的进行后续的自动焊接作业。